3月初，國(guó)內(nèi)容量最大的電化學(xué)儲(chǔ)能電站在南京江北新區(qū)開工建設(shè)。作為國(guó)內(nèi)首個(gè)城市能源綜合體，它包含了變電站、儲(chǔ)能電站、電動(dòng)汽車充電站、分布式光伏電站和數(shù)據(jù)中心。儲(chǔ)能電站為何落戶江北新區(qū)？據(jù)了解，南京江北新區(qū)是江蘇省唯一的國(guó)家級(jí)新區(qū)，也是南京重點(diǎn)打造的能源互聯(lián)網(wǎng)示范區(qū)，新引進(jìn)臺(tái)積電、紫光半導(dǎo)體等若干供電可靠性要求較高的企業(yè)，需要可靠的儲(chǔ)能電氣設(shè)備。而且新區(qū)政府對(duì)節(jié)能降耗非常關(guān)注，已興建多條智能配電線路和工業(yè)樓宇綜合能源供應(yīng)系統(tǒng)。
這套城市智慧能源綜合生態(tài)系統(tǒng)今年年底建成后，將徹底顛覆我們傳統(tǒng)的城市電力能源生產(chǎn)消費(fèi)模式。記者專訪了這座“城市綠色蓄電池”的技術(shù)專家，請(qǐng)他們講述未來(lái)更智慧、更環(huán)保、更高效的電力生活。
超大“充電寶”， 讓廢舊電池“上崗”
翻開國(guó)內(nèi)首個(gè)城市能源綜合體的設(shè)計(jì)藍(lán)圖，數(shù)量占據(jù)最多的是一排連著一排的“格子間”，這些“格子間”可不普通，它們是“新一代”電網(wǎng)設(shè)備，內(nèi)部蘊(yùn)含著滿滿的“綠色能量”。
“最大充放電功率達(dá)13.088萬(wàn)千瓦，總存儲(chǔ)容量26.86萬(wàn)千瓦時(shí)，儲(chǔ)存的電能，相當(dāng)于一座裝機(jī)容量為25萬(wàn)千瓦的中型發(fā)電廠約1個(gè)小時(shí)的發(fā)電量，夠130個(gè)家庭用上一年。”國(guó)網(wǎng)南京供電公司發(fā)展策劃部副主任、經(jīng)濟(jì)研究院黨支部書記肖晶指著藍(lán)圖中的“格子間”告訴記者，這些“格子間”組成了一個(gè)超大容量的“充電寶”，在用電低谷時(shí)當(dāng)作用電負(fù)荷充滿電力，在用電高峰時(shí)當(dāng)作發(fā)電電源釋放電力，能有效填補(bǔ)電力缺口，最大限度保障生產(chǎn)生活用電。
“在傳統(tǒng)變電站，供配電設(shè)備需滿足如夏季、傍晚尖峰時(shí)期的用電需求，因此，所有設(shè)備都按照尖峰的要求來(lái)配備；但并不是所有時(shí)間范圍內(nèi)用電需求量都那么大，當(dāng)用電低峰時(shí)期設(shè)備利用率就非常低了。”肖晶說(shuō)，如使用儲(chǔ)能電站，在夜間用電低谷時(shí)段將一部分電能儲(chǔ)存起來(lái)，然后在用電高峰再釋放，可有效提升設(shè)備運(yùn)行效率，節(jié)省設(shè)備資源。
除在建容量為國(guó)內(nèi)之最外，該儲(chǔ)能電站還有一個(gè)亮點(diǎn)：國(guó)內(nèi)首個(gè)梯次利用。梯次利用是指將新能源汽車等淘汰下來(lái)的“退役電池”返廠維修，達(dá)到可利用標(biāo)準(zhǔn)后，進(jìn)行循環(huán)使用的方法。這種方法有助于大幅度提升儲(chǔ)能電池的經(jīng)濟(jì)性，具有良好的應(yīng)用前景。
“新能源汽車電池將迎來(lái)大規(guī)模報(bào)廢，預(yù)計(jì)到2020年，全國(guó)會(huì)產(chǎn)生20萬(wàn)的退役電池，而這些電池的處理是個(gè)大難題。”肖晶表示，這個(gè)大難題在儲(chǔ)能電站建成后將迎刃而解。她說(shuō)，儲(chǔ)能電站工程利用“舊電池”總?cè)萘繛?.5萬(wàn)千瓦時(shí)，其中包含磷酸鐵鋰電池4.5萬(wàn)千瓦時(shí)、鉛酸電池3萬(wàn)千瓦時(shí)。不過(guò)“舊電池”的利用并不是全部，該工程還建設(shè)了集中式儲(chǔ)能電站，容量達(dá)19.36萬(wàn)千瓦時(shí)。
據(jù)介紹，整體工程還應(yīng)用了物聯(lián)網(wǎng)等前沿技術(shù)，對(duì)梯次利用的電池健康狀態(tài)大數(shù)據(jù)分析，能夠及早發(fā)現(xiàn)儲(chǔ)能電池壽命狀態(tài)和潛在缺陷，通過(guò)優(yōu)化電池能量轉(zhuǎn)換拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，最大限度發(fā)揮每一個(gè)電池的存儲(chǔ)能力。
目前，我國(guó)用于“梯次利用”的舊電池還僅限于電動(dòng)汽車退役下來(lái)的電池，家用電動(dòng)自行車等電池容量太小，還不能滿足供電的需求。肖晶表示，“隨著科技的發(fā)展，家用電池或許也可以投入到‘梯次利用’中。”
多站合一，思路創(chuàng)新打造智慧能源綜合體
“儲(chǔ)能是堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)、‘互聯(lián)網(wǎng)+’智慧能源的重要組成部分，對(duì)于推動(dòng)主體能源由化石能源向清潔能源更替、增強(qiáng)能源安全保障能力具有重要意義。”國(guó)網(wǎng)江蘇省電力有限公司發(fā)展部主任許海清介紹，儲(chǔ)能只是城市智慧能源綜合生態(tài)系統(tǒng)中的一部分，在這個(gè)生態(tài)系統(tǒng)里，還包含了變電站、電動(dòng)汽車充電站、分布式光伏電站和數(shù)據(jù)中心。
“多站合一的新模式是指利用傳統(tǒng)儲(chǔ)能電站土地、設(shè)備、人力資源，建設(shè)充換電站和數(shù)據(jù)中心站，探索傳統(tǒng)電網(wǎng)與新型泛在電力物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的深度融合。”國(guó)網(wǎng)南京供電公司發(fā)展部主任劉曉東介紹說(shuō)，后續(xù)，該電站將規(guī)劃探索采用變電站+儲(chǔ)能站+光伏充電站+數(shù)據(jù)中心的方式建設(shè)運(yùn)營(yíng)，以實(shí)現(xiàn)能源、數(shù)據(jù)的融合共享。
在儲(chǔ)能站開工建設(shè)的同時(shí)，220千伏的城市樞紐變電站和新能源汽車充換電站也開始施工。變電站作為傳統(tǒng)電站的主要功能兼容在城市能源綜合體中，與之配套的還有一座新能源汽車充換電站。建成后，電站附近的新能源汽車用戶可以隨意進(jìn)入園區(qū)對(duì)汽車進(jìn)行充換電，享受環(huán)保、便捷的服務(wù)。
“多站合一的城市能源綜合體不僅在國(guó)內(nèi)是首個(gè)，在全世界也是首次提出，歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家都沒有嘗試過(guò)。”肖晶自豪地說(shuō)。當(dāng)被問(wèn)及在探索初期，是否遇到什么技術(shù)瓶頸時(shí)，肖晶表示，“技術(shù)上沒有遇到什么困難，主要是思路上的創(chuàng)新。”肖晶說(shuō)，一方面，國(guó)家電網(wǎng)公司響應(yīng)政府號(hào)召，節(jié)能減排，降低煤耗；另一方面，隨著物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的發(fā)展，國(guó)家電網(wǎng)公司也在思考如何讓用電更便捷，給用戶提供更多的增值服務(wù)。于是，在探索中，他們就想到了“多站合一”的運(yùn)行模式。
電網(wǎng)遇上“大數(shù)據(jù)”，為用戶構(gòu)建節(jié)能用電方案
“傳統(tǒng)的城市電網(wǎng)，是從大電網(wǎng)取電、降壓，把電送到千家萬(wàn)戶，是單向傳輸，我們打造的這個(gè)新的城市智慧能源生態(tài)系統(tǒng)卻變成了交互式的——它既可以生產(chǎn)能源，比如光伏發(fā)電，又可以儲(chǔ)存、供應(yīng)能源，還可以通過(guò)大數(shù)據(jù)分析，更高效、更經(jīng)濟(jì)地調(diào)配和使用能源。”國(guó)網(wǎng)南京供電公司發(fā)展部高級(jí)工程師周恒俊說(shuō)。
“大數(shù)據(jù)是今后很重要的資源，有了用戶大數(shù)據(jù)，可以建立數(shù)軸進(jìn)行分析。”肖晶認(rèn)為，從政府層面來(lái)看，可為政府提供一個(gè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的“晴雨表”，一個(gè)行業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r如何，可以通過(guò)其用電數(shù)據(jù)反映出來(lái)；對(duì)于企業(yè)和老百姓而言，可以通過(guò)分析其用電數(shù)據(jù)，為用戶推薦最經(jīng)濟(jì)節(jié)能的用電方案；從內(nèi)部管理角度，大數(shù)據(jù)中心建立可提高供電局的管理和服務(wù)水平。采集了企業(yè)和用戶的大數(shù)據(jù)會(huì)不會(huì)涉嫌侵犯隱私？肖晶說(shuō)，大數(shù)據(jù)的獲取和使用都在法律規(guī)定的框架內(nèi)，國(guó)家電網(wǎng)公司不會(huì)越界，企業(yè)和用戶大可放心。
光伏發(fā)電也是“多站合一”的亮點(diǎn)。“光伏發(fā)電是建立在現(xiàn)有的建筑屋頂上的，這也是一種新能源的利用。”肖晶說(shuō)，雖然現(xiàn)在只有2-3棟樓的樓頂用來(lái)光伏發(fā)電，電量也不是很大，但電站會(huì)把能用的空間都變得更環(huán)保、更整合。
肖晶透露，這個(gè)城市能源綜合體將在今年年底建成投運(yùn)，新的理念和模式將逐步推廣到全國(guó)的中心城市。屆時(shí)，更多的風(fēng)電、光伏等清潔能源可以存起來(lái)，供城市隨時(shí)取用；每一臺(tái)電動(dòng)汽車，都可以成為城市移動(dòng)的“充電寶”；每一個(gè)用電戶都可以變成一個(gè)虛擬電廠，能量實(shí)現(xiàn)雙向流動(dòng)；未來(lái)，我們的城市能源生態(tài)將會(huì)變得更加經(jīng)濟(jì)、高效、綠色、安全。